核力與結(jié)合能

1、1核力與結(jié)合能核力與結(jié)合能2課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課標(biāo)定位課標(biāo)定位課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練第第四四節(jié)節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練3課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道核力是只存在于相鄰核子知道核力是只存在于相鄰核子間的短程力間的短程力2知道重核與輕核知道重核與輕核3掌握結(jié)合能與質(zhì)量虧損掌握結(jié)合能與質(zhì)量虧損重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.核力核力2結(jié)合能的計(jì)算結(jié)合能的計(jì)算4課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、核力及其性質(zhì)一、核力及其性質(zhì)1核力：組成原子核的核子之間有很核力：組成原子核的核子之間有很_的的相互作用力，使核子能夠克服相互作用力，使核子能夠克服_而緊密而緊密的結(jié)合在一起

2、，這種力稱為核力的結(jié)合在一起，這種力稱為核力2核力的性質(zhì)：核力是一種很強(qiáng)的力，在核力的性質(zhì)：核力是一種很強(qiáng)的力，在約約0.51015m21015m的距離內(nèi)主要表的距離內(nèi)主要表現(xiàn)為現(xiàn)為_，在大于，在大于21015m的距離時(shí)核力的距離時(shí)核力就迅速減小為零，所以核力是一種就迅速減小為零，所以核力是一種_在小于在小于0.51015m的距離內(nèi)，核的距離內(nèi)，核力又轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大的力又轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大的_而使核子不融合在一而使核子不融合在一起起強(qiáng)強(qiáng)庫侖力庫侖力引力引力短程力短程力斥力斥力5思考感悟思考感悟原子核很小，結(jié)構(gòu)卻十分復(fù)雜，除氫核外，原子核很小，結(jié)構(gòu)卻十分復(fù)雜，除氫核外，其他各種元素的原子核中既有帶正電的質(zhì)子

3、，其他各種元素的原子核中既有帶正電的質(zhì)子，又有不帶電的中子如鈾又有不帶電的中子如鈾235的核內(nèi)有的核內(nèi)有92個(gè)個(gè)質(zhì)子，質(zhì)子，143個(gè)中子那么，質(zhì)子間的靜電斥力個(gè)中子那么，質(zhì)子間的靜電斥力為什么沒有把它們驅(qū)散開來？為什么沒有把它們驅(qū)散開來？6中子不帶電，為什么同樣能聚集在一起？中子不帶電，為什么同樣能聚集在一起？這么多的核子這么多的核子(質(zhì)子和中子質(zhì)子和中子)擠在半徑小于擠在半徑小于1014m的原子核內(nèi)，為什么能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)呢？的原子核內(nèi)，為什么能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)呢？提示：提示：因?yàn)楹肆Φ拇嬖谝驗(yàn)楹肆Φ拇嬖?二、重核與輕核二、重核與輕核1原子核中的質(zhì)子數(shù)又稱為原子核中的質(zhì)子數(shù)又稱為_2重核：排在

4、周期表中比較靠重核：排在周期表中比較靠_的元素對應(yīng)的元素對應(yīng)的原子核叫重核的原子核叫重核3輕核：排在周期表中比較靠輕核：排在周期表中比較靠_的元素對應(yīng)的元素對應(yīng)的原子核叫輕核的原子核叫輕核原子序數(shù)原子序數(shù)后后前前8三、結(jié)合能三、結(jié)合能1結(jié)合能：由于核子間存在著強(qiáng)大的核力，結(jié)合能：由于核子間存在著強(qiáng)大的核力，要把原子核拆散成核子，需要克服要把原子核拆散成核子，需要克服_做功，做功，也就是需要提供一定的能量反過來，也就是需要提供一定的能量反過來，_結(jié)合成原子核時(shí)也會放出一定的能量，這個(gè)結(jié)合成原子核時(shí)也會放出一定的能量，這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能能量叫做原子核的結(jié)合能核力核力核子核子92愛因斯坦質(zhì)能

5、方程：核子結(jié)合成原子核時(shí)，愛因斯坦質(zhì)能方程：核子結(jié)合成原子核時(shí)，反應(yīng)前后存在反應(yīng)前后存在_，虧損的質(zhì)量與反應(yīng)，虧損的質(zhì)量與反應(yīng)中釋放的能量相對應(yīng)，它們之間的關(guān)系遵循中釋放的能量相對應(yīng)，它們之間的關(guān)系遵循愛因斯坦的質(zhì)能方程即愛因斯坦的質(zhì)能方程即E_，E為為反應(yīng)中釋放的能量，即結(jié)合能，反應(yīng)中釋放的能量，即結(jié)合能，m為質(zhì)量虧為質(zhì)量虧損損3平均結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)平均結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)_稱為該原子核的平均結(jié)合能，平均結(jié)合稱為該原子核的平均結(jié)合能，平均結(jié)合能越大，核越能越大，核越_質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損mc2之比之比穩(wěn)定穩(wěn)定10核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、核力的理解一、核力的理解1原子核

6、內(nèi)的質(zhì)子相距很近，庫侖斥力很原子核內(nèi)的質(zhì)子相距很近，庫侖斥力很大，然而核力卻使它們緊緊約束在一起，大，然而核力卻使它們緊緊約束在一起，可見核力是強(qiáng)相互作用可見核力是強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力強(qiáng)力)的一種表的一種表現(xiàn)在原子核的尺度內(nèi)，核力比庫侖斥力現(xiàn)在原子核的尺度內(nèi)，核力比庫侖斥力大得多大得多112核力是短程力，在約核力是短程力，在約0.51015m21015m的距離內(nèi)主要表現(xiàn)為引力大于的距離內(nèi)主要表現(xiàn)為引力大于21015m核力就迅速減小到零，所以核力核力就迅速減小到零，所以核力是一種短程力在小于是一種短程力在小于0.51015m的距離內(nèi)，的距離內(nèi)，核力又轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大的斥力而使核子不融合在核力又轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大的

7、斥力而使核子不融合在一起一起3每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的飽和性這種性質(zhì)稱為核力的飽和性4核力與核子是否帶電無關(guān)，質(zhì)子和質(zhì)子間、核力與核子是否帶電無關(guān)，質(zhì)子和質(zhì)子間、質(zhì)子和中子間、中子和中子間都存在核力作質(zhì)子和中子間、中子和中子間都存在核力作用用12即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1.(單選單選)關(guān)于核力的說法正確的是關(guān)于核力的說法正確的是()A核力同萬有引力沒有區(qū)別，都是物體間的核力同萬有引力沒有區(qū)別，都是物體間的作用作用B核力就是電磁力核力就是電磁力C核力是短程力，作用范圍在核力是短程力，作用范圍在210

8、15 m之內(nèi)之內(nèi)D核力與電荷有關(guān)核力與電荷有關(guān)13解析：解析：選選C.核力是短程力，超過核力是短程力，超過21015 m，核力急劇下降幾乎消失，故核力急劇下降幾乎消失，故C對；核力與萬有對；核力與萬有引力、電磁力不同，故引力、電磁力不同，故A、B不對；核力與電不對；核力與電荷無關(guān)，故荷無關(guān)，故D錯(cuò)錯(cuò)14二、重核與輕核二、重核與輕核1重核與輕核重核與輕核排在周期表比較靠后的元素對應(yīng)的原子核叫排在周期表比較靠后的元素對應(yīng)的原子核叫重核，排在比較靠前的叫輕核重核，排在比較靠前的叫輕核152原子核中質(zhì)子和中子的比例關(guān)系原子核中質(zhì)子和中子的比例關(guān)系自然界中較輕的原子核，其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)自然界中較輕的原子

9、核，其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等；較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子大致相等；較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)；越重的元素，兩者相差越多，如圖數(shù)；越重的元素，兩者相差越多，如圖441所示排在所示排在83號元素鉍之后的原子核都不號元素鉍之后的原子核都不穩(wěn)定，它們自動(dòng)分解或衰變成更輕的原子核，穩(wěn)定，它們自動(dòng)分解或衰變成更輕的原子核，排在第排在第92號元素鈾之后的原子核十分不穩(wěn)定，號元素鈾之后的原子核十分不穩(wěn)定，無法在自然狀態(tài)下存在無法在自然狀態(tài)下存在圖圖44116即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2.(單選單選)關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法，正關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法，正確的是確的是

10、()A原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C原子核都是非常穩(wěn)定的原子核都是非常穩(wěn)定的D由于核力的作用范圍是有限的，以及核力由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，如果不斷地增大原子核，形成的的飽和性，如果不斷地增大原子核，形成的核也一定是不穩(wěn)定的核也一定是不穩(wěn)定的17解析：解析：選選D.自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對于較重的原子核，與中子數(shù)大致相等，但對于較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多

11、，故越多，故D項(xiàng)正確項(xiàng)正確18三、結(jié)合能的理解三、結(jié)合能的理解1結(jié)合能結(jié)合能原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開需要能量，這就是原子核的結(jié)要把它們分開需要能量，這就是原子核的結(jié)合能它等于核子結(jié)合為原子核時(shí)放出的能合能它等于核子結(jié)合為原子核時(shí)放出的能量量192平均結(jié)合能平均結(jié)合能(1)定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱為定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱為平均結(jié)合能，也叫比結(jié)合能平均結(jié)合能，也叫比結(jié)合能(2)與原子核穩(wěn)定性的關(guān)系：比結(jié)合能越大，表與原子核穩(wěn)定性的關(guān)系：比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)示原子核中核子結(jié)合得

12、越牢固，原子核越穩(wěn)定中等大小的核的比結(jié)合能最大，這些核最定中等大小的核的比結(jié)合能最大，這些核最穩(wěn)定穩(wěn)定(3)當(dāng)比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化成比結(jié)合能較當(dāng)比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化成比結(jié)合能較大的原子核時(shí)，就可釋放核能，例如，一個(gè)核大的原子核時(shí)，就可釋放核能，例如，一個(gè)核子數(shù)較大的重核分裂成兩個(gè)核子數(shù)小一些的核，子數(shù)較大的重核分裂成兩個(gè)核子數(shù)小一些的核，或者兩個(gè)核子數(shù)很小的輕核結(jié)合成一個(gè)核子數(shù)或者兩個(gè)核子數(shù)很小的輕核結(jié)合成一個(gè)核子數(shù)大一些的核，都能釋放出巨大的核能大一些的核，都能釋放出巨大的核能20特別提醒：特別提醒：結(jié)合能是核子結(jié)合成原子核放出結(jié)合能是核子結(jié)合成原子核放出的能量或原子核拆解成核子吸收

13、的能量，而的能量或原子核拆解成核子吸收的能量，而比結(jié)合能是核子結(jié)合成原子核時(shí)每個(gè)核子平比結(jié)合能是核子結(jié)合成原子核時(shí)每個(gè)核子平均放出的能量或原子核拆解成核子時(shí)平均每均放出的能量或原子核拆解成核子時(shí)平均每個(gè)核子吸收的能量結(jié)合能大的原子核，比個(gè)核子吸收的能量結(jié)合能大的原子核，比結(jié)合能不一定大，結(jié)合能小的原子核，比結(jié)結(jié)合能不一定大，結(jié)合能小的原子核，比結(jié)合能不一定小合能不一定小21即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)3.(單選單選)下面關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中，下面關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中，正確的有正確的有()A核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆核子結(jié)合成原子核吸收的能量

14、或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能解成核子放出的能量稱為結(jié)合能B比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大結(jié)合能也一定越大C重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大合能和比結(jié)合能都大D中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大輕核的要大22解析：解析：選選D.核子結(jié)合成原子核是放出能量，核子結(jié)合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，原子核拆解成核子是吸收能量，A選項(xiàng)錯(cuò)；比選項(xiàng)錯(cuò)；比結(jié)合能越大的原子核是越穩(wěn)定，但比結(jié)合能結(jié)合能越大的原子核是越穩(wěn)定，

15、但比結(jié)合能越大的原子核，其結(jié)合能不一定大，例如中越大的原子核，其結(jié)合能不一定大，例如中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比重核大，但由于等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比重核大，但由于核子數(shù)比重核少，其結(jié)合能比重核反而小，核子數(shù)比重核少，其結(jié)合能比重核反而小，B、C選項(xiàng)錯(cuò)；中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比輕核選項(xiàng)錯(cuò)；中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比輕核的大，它的原子核內(nèi)核子數(shù)又比輕核多，因的大，它的原子核內(nèi)核子數(shù)又比輕核多，因此它的結(jié)合能也比輕核大，此它的結(jié)合能也比輕核大，D選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確23四、愛因斯坦質(zhì)能方程四、愛因斯坦質(zhì)能方程1質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損組成原子核的核子的總質(zhì)量與新原子核的質(zhì)組成原子核的核子的總質(zhì)量與新原子核的質(zhì)

16、量之差，叫做核的質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損表明，量之差，叫做核的質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損表明，的確存在著原子核的結(jié)合能的確存在著原子核的結(jié)合能242質(zhì)能方程質(zhì)能方程原子核釋放能量時(shí)，要產(chǎn)生質(zhì)量虧損，物體原子核釋放能量時(shí)，要產(chǎn)生質(zhì)量虧損，物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系它們的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系它們之間的關(guān)系是：之間的關(guān)系是：Emc2(或或Emc2)這就是著名的愛因斯坦質(zhì)能方程因此在計(jì)這就是著名的愛因斯坦質(zhì)能方程因此在計(jì)算核能時(shí)，可以通過先計(jì)算質(zhì)量虧損算核能時(shí)，可以通過先計(jì)算質(zhì)量虧損m，再，再代入質(zhì)能方程求出核能代入質(zhì)能方程求出核能253質(zhì)能方程的本質(zhì)質(zhì)能方程的本質(zhì)愛因斯坦的質(zhì)能方程反映的是質(zhì)量虧損

17、和釋愛因斯坦的質(zhì)能方程反映的是質(zhì)量虧損和釋放出核能這兩種現(xiàn)象之間的聯(lián)系，并不表示放出核能這兩種現(xiàn)象之間的聯(lián)系，并不表示質(zhì)量和能量之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系對質(zhì)量虧損，質(zhì)量和能量之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系對質(zhì)量虧損，切忌不能誤解為這部分質(zhì)量轉(zhuǎn)變成了能切忌不能誤解為這部分質(zhì)量轉(zhuǎn)變成了能量質(zhì)能方程的本質(zhì)是：第一，質(zhì)量或能量量質(zhì)能方程的本質(zhì)是：第一，質(zhì)量或能量是物質(zhì)的屬性之一，決不能把物質(zhì)和它們的是物質(zhì)的屬性之一，決不能把物質(zhì)和它們的某一屬性某一屬性(質(zhì)量和能量質(zhì)量和能量)等同起來；等同起來；26第二，質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分第二，質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性，方程建立了這兩個(gè)屬性在數(shù)值上的關(guān)割性，方程建立了

18、這兩個(gè)屬性在數(shù)值上的關(guān)系，這兩個(gè)量分別遵守質(zhì)量守恒和能量守恒，系，這兩個(gè)量分別遵守質(zhì)量守恒和能量守恒，質(zhì)量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系決不等于這兩個(gè)質(zhì)量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系決不等于這兩個(gè)量可以相互轉(zhuǎn)化；第三，質(zhì)量虧損不是否定量可以相互轉(zhuǎn)化；第三，質(zhì)量虧損不是否定了質(zhì)量守恒定律根據(jù)愛因斯坦的相對論，了質(zhì)量守恒定律根據(jù)愛因斯坦的相對論，輻射出的輻射出的光子靜質(zhì)量雖然為零，但它有動(dòng)質(zhì)光子靜質(zhì)量雖然為零，但它有動(dòng)質(zhì)量，而且這個(gè)動(dòng)質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量，量，而且這個(gè)動(dòng)質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量，所以質(zhì)量守恒、能量守恒仍成立所以質(zhì)量守恒、能量守恒仍成立27即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)4.(

19、雙選雙選)關(guān)于質(zhì)能方程，下列哪些說法是正確關(guān)于質(zhì)能方程，下列哪些說法是正確的的()A質(zhì)量減少，能量就會增加，在一定條件下質(zhì)量減少，能量就會增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量B物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值增加一定值C物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系D某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系的系的28解析：解析：選選BD.質(zhì)量虧損的量說明虧損的質(zhì)量以質(zhì)量虧損的量說明虧損的質(zhì)量以另外一種物質(zhì)

20、形式存在，故另外一種物質(zhì)形式存在，故A錯(cuò)質(zhì)能方程錯(cuò)質(zhì)能方程Emc2表明某一定量的質(zhì)量與一定量的能量表明某一定量的質(zhì)量與一定量的能量是相聯(lián)系的，當(dāng)物體獲得一定的能量，即能是相聯(lián)系的，當(dāng)物體獲得一定的能量，即能量增加某一定值時(shí)，它的質(zhì)量也相應(yīng)增加一量增加某一定值時(shí)，它的質(zhì)量也相應(yīng)增加一定值，并可根據(jù)定值，并可根據(jù)Emc2進(jìn)行計(jì)算，所以進(jìn)行計(jì)算，所以B、D正確正確29課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練質(zhì)能方程的應(yīng)用質(zhì)能方程的應(yīng)用30AX是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量BX是中子，該反應(yīng)釋放能量是中子，該反應(yīng)釋放能量CX是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量DX是中子，該反應(yīng)吸收能量是中子，該反應(yīng)吸收能量3132【答案答案】B【方法總結(jié)方法總結(jié)】在核反應(yīng)中是釋放還是吸收在核反應(yīng)中是釋放還是吸收能量，需要確定反應(yīng)前、后質(zhì)量的變化，若能量，需要確定反應(yīng)前、后質(zhì)量的變化，若質(zhì)量減少即發(fā)生了質(zhì)量虧損，則釋放出能量，質(zhì)量減少即發(fā)生了質(zhì)量虧損，則釋放出能量，反之吸收能量反之吸收能量33核能的計(jì)算核能的計(jì)算34A反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是0.078 uB反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是1.291029 kgC反應(yīng)過程中釋放的能量是反應(yīng)過程中釋放的能量是7.27 MeVD反應(yīng)過程中釋放的能量是反應(yīng)過程中釋放的能量是1.161019